微流控芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种微流控芯片，包括功能板，功能板上设有过渡流道及分选流道。过渡流道的一端用于与入口流道连接，过渡流道垂直其延伸方向上的宽度大于入口流道垂直其延伸方向上的宽度；分选流道与过渡流道的另一端连接，分选流道垂直其延伸方向上的宽度大于过渡流道垂直其延伸方向上的宽度，分选流道的一侧挖设有加深流道，加深流道沿分选流道延伸方向设置，加深流道的深度大于分选流道的深度。通过设计宽度小于分选流道的过渡流道，同时在分选流道中设计深度大于分选流道的加深流道，便于样品中的粒子在进入分选流道前能在较短的流道长度下惯性聚集成带，在远离循环肿瘤细胞的一侧开设加深流道扰乱白细胞的运动状态。一侧开设加深流道扰乱白细胞的运动状态。一侧开设加深流道扰乱白细胞的运动状态。

Microfluidic chip

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片


[0001]本专利技术涉及细胞分选
，特别是涉及一种微流控芯片。

技术介绍

[0002]癌症在全球正常死因中排名第二，每6人中就有1人死于癌症。肿瘤转移是引起癌症90％的死亡原因。肿瘤转移过程就是肿瘤细胞从原发灶或转移灶上脱落，在淋巴系统或外周血中循环，从而入侵远端的组织，并形成新的肿瘤灶，最终导致患者死亡。这些脱落下来的肿瘤细胞就称为循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)。因而通过检查血液中循环肿瘤细胞的数量和种类，即可监测肿瘤病变的动态变化，评估治疗效果。对分离出来的循环肿瘤细胞进行免疫分型、基因组测序等分析，可以找到药物靶点，从而实现个性化精准治疗。循环肿瘤细胞对于肿瘤早期筛查也极为重要，肿瘤在1
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2毫米时，影像学等手段很难检测出来。但是在很多中癌症的早期阶段，血液中就含有一定数量的循环肿瘤细胞。对于一些有高风险患者，定期的进行循环肿瘤细胞检测，有助于癌症的早发现，早治疗，避免病情恶化。因此，从血液中分选和富集循环肿瘤细胞显得尤为重要，但是循环肿瘤细胞含量极低。
[0003]分选和富集循环肿瘤细胞的技术大致分为：免疫磁珠法、密度梯度离心法、膜过滤法、微流控芯片技术。其中，微流控芯片技术将样品导入微流控芯片的流道内，利用物理原理对样品中的不同粒子进行分离，微流控芯片的流道如螺旋流道或线性弧形流道，但传统的螺旋通道制造难度大且导致微流控芯片尺寸较大，而且循环肿瘤细胞的回收纯度低；而传统的线性弧形流道往往需要设置较长的管道才能使粒子惯性聚集，导致微流控芯片尺寸较大，而且聚集成带的循环肿瘤细胞与白细胞容易重叠，也会导致循环肿瘤细胞的回收纯度低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述的问题，提供一种微流控芯片，不仅能缩短流道长度，而且能提高回收的循环肿瘤细胞的纯度。
[0005]一种微流控芯片，包括功能板，所述功能板上设有：
[0006]过渡流道，所述过渡流道的一端用于与入口流道连接，所述过渡流道垂直其延伸方向上的宽度大于所述入口流道垂直其延伸方向上的宽度；
[0007]分选流道，所述分选流道与所述过渡流道的另一端连接，所述分选流道垂直其延伸方向上的宽度大于所述过渡流道垂直其延伸方向上的宽度，且所述分选流道的一侧挖设有加深流道，所述加深流道沿所述分选流道延伸方向设置，所述加深流道的深度大于所述分选流道的深度。
[0008]使用上述微流控芯片进行粒子如血液中循环肿瘤细胞的分选时，样品从入口流道进入后依次流入过渡流道与分选流道，由于惯性升力、迪恩曳力等的受力影响，红细胞的直径较小，在入口流道中混乱无序的流动，而白细胞和循环肿瘤细胞的直径较大，在入口流道
中作用力的平衡下，会初步聚集成带；由于分选流道的宽度往往比入口流道的宽度大较多，通过设置宽度小于分选流道的过渡流道使样品由入口流道过渡到分选流道，起到缓冲作用，避免样品由较小流道突然进入较宽流道，扰乱原来粒子的运动轨迹，避免破坏粒子原来的惯性聚集轨迹，也避免需要流过更长的大宽度的分选流道后才能使得粒子贴近流道内壁聚集成细带；粒子经过渡流道流入分选流道内，此时直径大的粒子如循环肿瘤细胞刚聚体成细带，并靠近分选流道内壁底部，而直径稍小的粒子如白细胞还未聚集于管道内壁底部，但白细胞和循环肿瘤细胞聚集的带靠得很近，通过在分选流道中远离循环肿瘤细胞聚集的一侧挖设有加深流道，加深流道沿所述分选流道延伸方向设置且所述加深流道的深度大于所述分选流道的深度，打乱了分选流道外壁附近的液体流动状态，使得惯性升力与迪恩曳力改变，破坏原有的平衡，从而使得白细胞能产生无序的运动状态，进而使得白细胞在分选流道中分布更加均匀，避免白细胞聚体的带和循环肿瘤细胞重叠，同理直径小的粒子如红细胞也分布得更加均匀，既保证了不干扰循环肿瘤细胞的聚体，也防止了白细胞聚集于分选流道内壁底部，便于后续把循环肿瘤细胞与白细胞分离开，利于循环肿瘤细胞的回收。该微流控芯片中通过设计宽度小于分选流道的过渡流道，同时在分选流道中设计深度大于分选流道的加深流道，便于样品中的粒子在进入分选流道前能在较短的流道长度下惯性聚集成带，在大粒子如循环肿瘤细胞与中粒子白细胞未完全重叠前，在远离循环肿瘤细胞的一侧开设加深流道扰乱白细胞的运动状态，不仅能缩短流道整体长度，而且能提高回收的循环肿瘤细胞的纯度。
[0009]在其中一实施例中，所述过渡流道包括交替设置的第一弯管单元与第二弯管单元，所述第一弯管单元的曲率半径大于所述第二弯管单元的曲率半径；
[0010]所述分选流道包括交替设置的第三弯管单元与第四弯管单元，所述第三弯管单元的曲率半径大于所述第四弯管单元的曲率半径,最末端的第二弯管单元与最始端的所述第三弯管单元连接；其中所述第一弯管单元垂直其延伸方向上的宽度为a，所述第三弯管单元垂直其延伸方向上的宽度为b，a<b。
[0011]在其中一实施例中，第一弯管单元包括相对设置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁为非对称的曲面，第二弯管单元包括相对设置的第三侧壁与第四侧壁，所述第三侧壁与第四侧壁为非对称的曲面，所述第三侧壁与所述第二侧壁连接，所述第四侧壁与所述第一侧壁连接；
[0012]所述第三弯管单元包括相对设置的第五侧壁与第六侧壁，所述第五侧壁与第六侧壁为非对称的曲面，第四弯管单元包括相对设置的第七侧壁与第八侧壁，所述第七侧壁与第八侧壁为非对称的曲面，所述第五侧壁与所述第八侧壁连接，所述第六侧壁与第七侧壁连接；
[0013]所述第一弯管单元与第二弯管单元朝不同的方向凸出设置，所述第三弯管单元与第四弯管单元朝不同的方向凸出设置，且所述第一弯管单元与所述第三弯管单元朝相同的方向凸出设置。
[0014]在其中一实施例中，所述第三侧壁的曲率半径小于所述第四侧壁的曲率半径，所述第七侧壁的曲率半径小于所述第八侧壁的曲率半径，所述加深流道设置在靠近所述第八侧壁的一侧。
[0015]在其中一实施例中，所述第一侧壁的曲率半径小于所述第二侧壁的曲率半径，所
述第五侧壁的曲率半径大于第六侧壁的曲率半径。
[0016]在其中一实施例中，b比a大0.4mm
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1.2mm；或者b比a大0.7mm
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0.9mm。
[0017]在其中一实施例中，所述加深流道的深度比所述分选流道的深度大50μm
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200μm；或者所述加深流道的深度比所述分选流道的深度大70μm
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120μm。
[0018]在其中一实施例中，所述功能板上还设有第一转弯流道，所述第一转弯流道的曲率半径大于所述分选流道的曲率半径，所述第一转弯流道与所述分选流道流通，所述加深流道对应地延伸至所述第一转弯流道中。
[0019]在其中一实施例中，所述功能板上还设有去除流道，所述去除流道与所述第一转弯流道远离分选流道的一端连通，所述加深流道对应地延伸至所述去除流道中，所述去除流道中开设有贯穿所述去除流道壁面的分流孔。
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括功能板，所述功能板上设有：过渡流道，所述过渡流道的一端用于与入口流道连接，所述过渡流道垂直其延伸方向上的宽度大于所述入口流道垂直其延伸方向上的宽度；分选流道，所述分选流道与所述过渡流道的另一端连接，所述分选流道垂直其延伸方向上的宽度大于所述过渡流道垂直其延伸方向上的宽度，且所述分选流道的一侧挖设有加深流道，所述加深流道沿所述分选流道延伸方向设置，所述加深流道的深度大于所述分选流道的深度。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述过渡流道包括交替设置的第一弯管单元与第二弯管单元，所述第一弯管单元的曲率半径大于所述第二弯管单元的曲率半径；所述分选流道包括交替设置的第三弯管单元与第四弯管单元，所述第三弯管单元的曲率半径大于所述第四弯管单元的曲率半径,最末端的第二弯管单元与最始端的所述第三弯管单元连接；其中所述第一弯管单元垂直其延伸方向上的宽度为a，所述第三弯管单元垂直其延伸方向上的宽度为b，a<b。3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，第一弯管单元包括相对设置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁为非对称的曲面，第二弯管单元包括相对设置的第三侧壁与第四侧壁，所述第三侧壁与第四侧壁为非对称的曲面，所述第三侧壁与所述第二侧壁连接，所述第四侧壁与所述第一侧壁连接；所述第三弯管单元包括相对设置的第五侧壁与第六侧壁，所述第五侧壁与第六侧壁为非对称的曲面，第四弯管单元包括相对设置的第七侧壁与第八侧壁，所述第七侧壁与第八侧壁为非对称的曲面，所述第五侧壁与所述第八侧壁连接，所述第六侧壁与第七侧壁连接；所述第一弯管单元与第二弯管单元朝不同的方向凸出设置，所述第三弯管单元与第四弯管单元朝不同的方向凸出设置，且所述第一弯管单元与所述第三弯管单元朝相同的方向凸出设置。4.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述第三侧壁的曲率半径小于所述第四侧壁的曲率半径，所述第七侧壁的曲率半径小于所述第八侧壁的曲率半径，所述加深流道设置在靠近所述第八侧壁的一侧。5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一侧壁的曲率半径小于所述第二侧壁的曲率半径，所述第五侧壁的曲率半径大于第六侧壁的曲率半径。6.根据权利要求2
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5任一项所述的微流控芯片，其特征在于，b比a大0.4mm
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒙玄，杨家敏，
申请(专利权)人：广州万孚生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：